Курортная жизнь под кондиционером.

Я езжу на пляжно-морской отдых в осенний бархатный сезон: в первой половине сентября в Турцию или в первой половине октября в Египет.

Такой выбор времени связан с двумя факторами:

1.       Меньше людей, так как кончились летние каникулы  у детей и прошёл  сезон августовских отпусков в Европе у взрослых.

2.       Жара сильно уменьшилась, так что жить в номере можно даже и без кондиционера.

Предыдущие 5-6 поездок я действительно в эти периоды практически не включал кондиционер, особенно ночью. Шум от сильно изношенного кондиционера в ночной тишине вообще как-то не очень приятен.

Но в последний раз кондиционер работал достаточно прилично, а на улице ночью было достаточно душно, так что по итогу кондиционер отработал непрерывно всю неделю.

Так как моя текущая работа- это проектирование систем ОВиК (отопления, вентиляция и кондиционирование), то наблюдение за  климатом в помещении  в зависимости от работы  кондиционера при разных внешних условиях стало для меня неким интеллектуальным развлечением на всю неделю отдыха.

 

Динамика климата в номере за сутки

В дневное время, когда на улице жарко, кондиционер старается поддерживать температуру  в помещение ниже уличной, так что ему приходится бороться с постоянными притоками тепла  через наружные стены и окна.

 В этой ситуации поток воздуха из кондиционера идёт много холодней, чем целевая температура в помещение.

При переохлаждении воздуха кондиционером, воздух освобождается от паров воды при её конденсации на поверхности охладителя в кондиционере. Таким образом влажность  воздуха понижается во всём помещение, что обеспечивается многократной прокачкой  через кондиционер всего объёма  воздуха в номере за час.

В таком высушено-охлаждённом номере днём действительно чувствуется «приятная прохлада», когда не жарко по температуре и  не преешь от избытка влажности как в тропиках.

 

Ночная духота при работающем кондиционере

Ситуация резко меняется ночью, когда температура на улице становится ниже, достигая порога комфортной температуры в номере +26С.

Это приводит к автоматическому отключению кондиционера по достигнутой температуре, а остуженные за день стены помещения поддерживают прохладу в номере при нулевом притоке тепла с улицы.

В этот момент в номере начинает проявляться «духота». То есть человек ощущает повышенную влажность, при которой дышать тяжелее, так как легкие не могут испарить  воду в и так  уже влажный воздух.

Чтобы восстановить ощущение  «приятной свежести и прохлады» приходится понижать целевую температуру на кондиционере, но при этом температура в комнате оказывается  много ниже комфортного уровня для южного курорта, то есть +22С вместо +26С.

 

В качестве альтернативы можно вообще отключить кондиционер и распахнуть окно  на балкон, но в данном конкретном случае на улице  ночью тоже было «душно-влажно» при относительно невысокой температуре, что не решало проблемы духоты в номере.

 

Выход из ситуации

Для решения данной коллизии необходимо разделять два похожих, но  не всегда совпадающих процесса в кондиционировании помещений, а именно:

1.       Охлаждение помещения до целевой температуры.

2.       Осушение  воздуха до целевого показателя относительной влажности.

Так  значительная часть комфорта для человека в жару связана с относительно низкой влажностью  воздуха, при которой интенсивно  работает поверхностное охлаждение кожи через испарение  воды.

При этом абсолютная температура воздуха может быть весьма высокой, то есть даже выше  температуры тела.

В сухом воздухе человек легко переносит температуру +40С.

Вспомните посещение сауны, где воздух сухой, а при +40…+50С в недогретой парной  даже начинаешь немножечко  мёрзнуть, и можешь там так и сидеть не распарившись бесконечно долго.

В тоже время во влажном «хамаме», с висящим в воздухе тёплым туманом, мы заливаемся потом и очень  быстро перегреваемся собственным внутренним теплом  при температуре в парилке чуть выше +37С.

Такую недогретую «сауну» я создавал у себя  в автомобиле преднамеренно, включая в жару печку на обогрев, и это при том, что у меня в машине был кондиционер.

Цель такого нагрева машины как раз было пересушивание воздуха, когда  даже промокшая от пота рубашка на теле начинала быстро высыхать.

В результате, выходя из такой перегретой машины на внешнюю жару в сухой рубашке, я ощущал «уличную прохладу».

При том, что при выходе из охлаждённой машины или кондиционированного помещения на уличную жару возникает куда менее приятное ощущение попадания в «адское пекло».

Дополнительным бонусом  включения печки на жаре в пробках- это отсутствие перегрева двигателя самой машины, за что машина бывает весьма благодарна владельцу.

Кстати, отказаться от кондиционера и перейти к режиму « сухая сауна в жару» меня заставил сам кондиционер,  когда после его первого включения в первые  солнечные дни мая я получил насморк, от которого не мог потом  избавится до самой осени, когда уже начал включать  печку отопителя  в салоне.

Так проанализировав ситуацию  с кондеем в машине и появлением летнего насморком, в итоге  на следующий год я этой ошибки с кондиционером в машине не повторил.  На следующий год я кондиционер в машине вообще не включал, перейдя к включению печки  летом или к простому проветриванию машины  через открытые окна.

 

Борьба с высокой влажностью в помещениях.

 Чтобы в помещениях  с кондиционированием не создавать такой влажный «хамам»,  необходимо к  режиму охлаждения самого  помещения кондиционером добавить отдельный осушитель воздуха, который особенно пригодится в переходные периоды с относительно низкими  уличными температурами.

Такой осушитель будет работать в общем цикле с приточной вентиляцией, подавая в помещение предварительно сильно осушенный воздух с улицы.

Осушение воздуха можно  проводить и отдельным блоком «осушителем» без понижения  температуры воздуха в помещение.

 Такие  локальные осушители воздуха  применяются в помещениях бассейнов, при их работе на полной рециркуляции воздуха внутри помещения бассейна. 

При этом осушитель подаёт осушенный воздух в бассейн  не только не холодным, но даже с небольшим нагревом,  тем самым дополнительно внося в помещение  бассейна тепло от работы компрессорно-конденсаторного блока осушителя.

По сути комнатный осушитель- это  бытовой  холодильник небольшой мощности, который через морозилку непрерывно прогоняет небольшой поток воздуха из помещения с помощью  дополнительного  вентилятора. (см.рис.1.)

Рис.1. Схема работы комнатного осушителя воздуха с полной рециркуляцией воздуха.

 

Энергетический расчёт осушения помещения

Осушать в помещении нужно избыточную влажность, поступающую из двух основных  источников:

1.            Испарение человека от дыхания и через кожу в количестве 70-100 грамм в час при общей мощности теплоотдачи человека  около 150Вт.

2.            Влажность приточного воздуха с улицы, которая может достигать 25 г/м3 в летнюю жару.

Если принять, что минимальная норма воздуха на дыхание человека 20м3/ч, то вентиляция даст приток абсолютной влажности 25*20=500 г/ч.

 При  этом вытяжной воздух  с «комфортной влажностью»  50%будет содержать всего 12г/м3 при температуре +26С.

Итого разница составит (25-12)*20=260 г/ч, которые надо удалят при осушении воздуха в помещение.

То есть для работы в течение дня нам нужен осушитель с производительностью по конденсации не менее 360 грамм воды в час или 0,36*24= 8,6 кг/сутки.

Именно такой комнатный осушитель  с производительностью 12л/сутки легко найти в продаже (см.рис.2.)

Рис.2. Внешний вид и ТТХ комнатного осушителя воздуха, пригодного для применения в г.Москве как альтернатива установке сплит-системы. Интересно, что данные по электропотребления в ТТХ здесь явно ложные, с ошибкой где-то в 5 раз: реальная мощность  данного охладителя  должна быть около 0,1 кВт по электропотреблению, а не 0,02 кВт.

 

В продаже также есть совсем маленькие и дешёвые осушители малой производительности 0,45 кг/сутки (см. рис.3.)

Вот только их производительности в 0,45 кг/сутки (20г/ч) может хватить только на то, чтобы при наличии аквариума и при наглухо закрытых герметичных  окнах ваша комната за день не отсырела и  не покрылась плесенью в ваше отсутствие.  

Емкость бачка для конденсата  у  настольного осушителя всего 0,5л, то есть обслуживать  такой осушитель нужно ежедневно.

Рис.3. Комнатный осушитель малой мощности, который не справится с влажностью от присутствия даже одного человека.

 

 Энергетический баланс процесса осушения воздуха

Рассчитаем энергетические затраты на  конденсацию воды из воздуха.

Теплота парообразования воды составляет  около 2400 кДж/кг при +20С.

То есть для испарения 1 кг  воды надо затратить энергию 2400 кДж, что в более привычных электрических  величинах составит 0,666 кВт*ч:

 2400/3600=2/3=0,666 кВт*ч

Тогда  при конденсации 12 кг вод за сутки мы получим тепловую энергию:

12*0,666= 8 кВт*ч

 Мощность теплового поток от  конденсации воды за один час составит  Nк=8/24= 1/3= 0,333 кВт.

Дале мы учитываем эффективность работы кондиционера с Кх=3, что даёт нам суммарную электрическую мощность  компрессора с вентилятором в установке равную около :

Nк/Кх=0,333/3=0,111 кВт

Итого:

Реальная номинальная мощность осушителя производительностью 12л/сутки должна составлять около 0,1 кВт.

Так как охлаждение  конденсатора (горячего калорифера с фреоном высокого давления) ведётся охлаждённым уже воздухом с температурой менее 20С, то холодильный коэффициент Кх может оказаться  чуть больше Кх=3.

 Более высокий Кх= 3,3..3,5  может понизить  электрическую мощность осушителя чуть ниже 0,1 кВт, но точно не может достигнуть величины 0,02 кВт, как то заявляется в ТТХ осушителя  (см. рис.)

 

Преимущество осушителя перед сплит-кондиционером для жизни в квартире в Москве

Сейчас  население  сильно поднялось в уровне  жизни, тем самым перейдя от стадии «приобретения необходимого» к стадии «создания комфорта».

Для «комфорта» в квартире нужен кондиционер, чтобы летом было не так жарко в квартире.

Для этого люди стали массово устанавливать сплит-системы  с внешним блоком на фасаде дома. (см.рис.4.)

Рис.4. Пример наиболее дешёвого сплит-кондиционера с минимальной  мощностью охлаждения.

 

Для дневной жары всё у дешёвых сплитов нормально работает, но вот ночью начинаются как раз те проблемы с влажностью, которые я описывал в начале статьи.

Правда, у продвинутых моделей кондиционеров имеется встроенный режим «осушение», когда на  минимальном протоке воздуха 50-100м3/ч  внутренний блок сплита сильно охлаждает воздух на протоке, тем самым пересушивая его.

 В режиме «осушения»  обеспечивается  сильное  снижение абсолютной влажности воздуха  до точки росы +6С  (температура кипения фреона в  кондиционере), что составляет влагосодержание  около 8г/м3 или относительную влажность  менее 50% при температуре воздуха в комнате +25С.  

Эти цифры влагосодержания  следуют из данных по влажности воздуха с  I-d  диаграммы (см.рис.5)

 

Рис.5. Картинки с I-d  диаграммой влажного воздуха, по которой определяется влагосодержание воздуха d (гр.воды на 1кг воздуха) при различной температуре и относительной влажности (в %). На нижней диаграмме указаны  также  плотности воздуха в зависимости от температуры и влажности (прямые со слабым наклоном  вправо и цифрами  в диапазоне 1,36 кг/м3 при минус-13С и 1,1кг/м3 при +48С).

 

Вот только далеко не во всех моделях сплитов присутствует режим «осушения»,  и за эту дополнительную функцию придётся  тоже заплатить, причём не мало (см.рис.6.)

Рис.6. Более дорогой инверторный сплит-кондиционер той же мощности, где предусмотрен специальный режим «осушение» (обведено красным), которого нет на дешёвых версиях сплитов с режимом работы компрессора «старт-стоп».

 

Таким образом, если стоит задача  создания именно «комфорта», то начинать надо с приобретения именно  отдельного «осушителя».

Такой отдельный осушитель будет дешевле  дешёвого сплит-кондиционера, но при этом создаст комфорт вечером и ночью, когда вы хотите отдохнуть в вечерней прохладе без духоты,  без шума и без дутья в шею и по ногам холодным воздухом (как это бывает от дешёвого кондея).

Тем более, что осушитель дешевле сплит-системы, и его можно легко переставлять по квартире по мере необходимости как днём , так и ночью. Также осушитель легко забирается с собой при переезде, что важно  при проживании на съёмной квартире.

 

Из дополнительных удобств осушителя:

Вы можете сушить стиранное бельё даже в отсутствии балкона и окон на улицу, развесив бельё даже в тёмной кладовке или в подвале при наличии  в данном помещении осушителя воздуха.

 

 Лайф хак для начинающих строителей домов из газобетона  и экономных пользователей личных бассейнов

Если вам нужно просушить зимой свежепостроенный дом из кирпича или газосиликатных блоков, то вам может пригодится обычный моноблочный оконный кондиционер в место специализированного «осушителя». (см.рис.7.)

Рис.7. Моноблочный кондиционер «оконник» мощностью 2 кВт по холоду и 0,64 кВт по электричеству.

 

Такой оконный кондиционер можно просто установить посреди осушаемого помещения на табуреточку и включить его в  розетку, и у вас сразу начнётся сушка помещения: успевайте только вёдра с конденсатом оттаскивать, если сразу дренажную трубу  к кондиционеру не подвели.

Одновременно с осушением  кондиционер будет отапливать данное помещение, причём с высокой энергетической эффективностью. Ведь всё тепло от потраченного электричества и сконденсированной воды вернётся из кондиционера обратно в помещение, отправившись снова на испарение новой воды и  компенсацию теплопотерь сквозь стены.

При этом оконный кондиционер вам обойдётся в разы дешевле, чем осушитель бассейнов равной мощности.

Правда,  вместо  одного осушителя  с производительностью 100л/сутки (1,26кВт по электричеству),  вам нужно буде поставить  целых два оконных кондиционера  мощностью 2кВт по холоду = 50л/сут по конденсату (0,64 кВт по электричеству).

 Но даже в этом случае  два «оконника» со стоимостью 23*2=52тыс.руб  окажутся  аж в 6 (шесть) раз дешевле, чем  один красивый специализированный осушитель для бассейнов (см.рис.8.)

Рис.8. Пример моноблочного осушителя воздуха для помещений, который по свое производительности 100л/сут может заменить два оконных кондиционера мощностью по холоду 2 кВт ( или 50л/сут).

 

 

Заключение:

Кондиционирование  и вентиляция – это сложная взаимосвязанная система,  где одно не может существовать без другого.

В больших частных домах или в офисных зданиях, где уже предусматривается центральная система приточной вентиляции,  необходимо ставить осушители воздуха на самой приточной установке, причём независимо от того будет ли внутри здания  установлена ещё и дополнительная система охлаждения в помещениях.

 

P.S. После возвращения  из Египта я  я обнаружил, что у меня в сумке одна из футболок сильно отсырела, при том что именно её я вовсе не доставал из сумки, которая в открытом виде пролежала благополучно всю неделю в кондиционированном номере отеля.

Так что футболку пришлось сушить в отапливаемой московской квартире на спинке дивана, прежде чем оправить её снова на хранение в шкаф.

Эти занятные факты, полученные мною собственноручно, и подтолкнули меня к написанию данной статьи.

Обнаруженное отсыревание вещей в кондиционированном номере-  это яркая особенность  тропического климата, где в домах по влажным  углам разрастается плесень, а в шкафах вещи сыреют и также плесневеют.

Именно по этой причине  в тропиках шкафы в домах делают с жалюзийными  дверцами, обеспечивающими постоянную вентиляцию шкафа.

Впрочем  в тропиках и на окнах не делают сплошного остекления, заменяя его поворотными стеклянными жалюзи или вовсе ограничиваясь жалюзийными ставнями  (см.рис.9-11.)

 

Рис.9. Вид на поворотные стеклянные жалюзи в окнах где-то в тропической стране.

Рис. 10. Вид на поворотные стеклянные жалюзи вместо окон где-то в тропической стране. Здесь вместо  окон в пол установлены сплошные жалюзийные решётки без намёка на герметичное остекление. То есть эта кухня в жилой квартире  при открытых жалюзи превращается практически в открытую веранду, где целая стена  выходит прямиком на улицу.

Рис.11. Вид на оконно-дверные проёмы фешенебельного номера в тропическом курортном отеле на берегу тёплого океана, где вместо дверей и окон сплошные нерегулируемые деревянные жалюзийные решётки без намёка на герметичное остекление.